화석연료로부터 기인한 환경오염에 대한 대응과 더불어 신재생에너지 공급의무화제도의 시행은 재생연료유 등 신재생에너지의 활용도를 증대시켰다. 부생연료유(2호)와 정제연료유(감압)는 국내 법령으로 엄격히 규제되고 있으며, 부생연료유(2호)를 혼합한 정제연료유(감압)의 물성변화를 시험하였다. 부생연료유(2호)를 1 : 1로 혼합한 정제연료유(감압)의 물성분석 결과, 국내 폐기물관리법에서 규정하고 있는 품질기준을 만족하였다. 다만, 연료와 관련한 추가항목 시험결과에서 높은 방향족 함량을 나타내었다. 연료내 높은 방향족 함량은 사용기기의 고무류 파손이나 연소 시 그을음, 매연 등이 발생할 가능성이 높을 것으로 보인다.

항공유는 문제가 발생 시 대형사고로 이어질 수 있기 때문에 다른 수송용 연료보다 더 엄격히 관리되고 있다. 항공유의 품질기준은 국내의 한국산업표준(KS), 미국재료협회(ASTM)와 국제운송협회(IATA)에서 각각 규정하고 있다. 2016년부터 2017년까지 국내 정유사의 5개 공장에서 생산되는 항공유에 대하여 방향족 함량, 황 함량 및 증류성상 등 6개 항목에 대하여 품질분석을 실시하였다. 국내에서 생산된 항공유는 품질기준에 적합한 것으로 나타났으며, 연간 일정하게 유지되고 있었다. 국제기준인 ASTM과 IATA의 품질기준과 비교했을 때, 방향족 함량은 국내 KS 기준이 ASTM 및 IATA 설정기준보다 1.5 wt% 엄격하게 설정되어 있으나 이 기준을 충분히 만족시키는 것으로 나타났다. 또한, 황 함량, 증류성상 및 인화점 등 나머지 항목들도 국내와 국제기준을 모두 충족하는 것으로 나타났다.

대기오염에 대한 관심이 증대하면서 대기오염물질의 저감에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 차량용 요소수(Urea solution)를 이용한 디젤 차량의 질소산화물(NOx) 제거는 큰 효과를 나타내고 있다. 요소수의 품질은 국내법으로 엄격히 규정하고 있으나 요소수 내 불순물의 증대는 질소산화물 저감 효과를 감소시키게 된다. 따라서 본 연구에서는 일정 온도와 시간동안 요소수를 가열한 후 요소수의 물성변화를 분석하였다. 또한, 요소수를 보관하는 저장용기와 저장온도의 변화에 따른 요소수 물성변화도 함께 분석하였다. 요소수를 일정시간 가열한 후 요소수 내 뷰렛함량은 증가하고 요소함량은 감소하였으며, 요소함량 감소에 따라 밀도와 굴절률도 함께 감소하였다. 철제 및 PET 용기와 일정온도(30 ℃, 50℃)에서 실시한 저장안정성 시험에서는 물성변화가 나타나지 않았다.

액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas)를 연료(Fuel)로 하는 차량의 실제 운행단계에서 시동 꺼짐 현상 등이 발생한다는 소비자 민원이 접수 된 바 있으며, 최근 유통과정에서 녹 등의 이물질로 인한 소비자 피해 가능성이 제기되어 LPG 잔류물질(Residue) 항목에 대한 관리 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 LPG 국내생산 및 수입사 제품과 실제로 유통되고 있는 LPG의 잔류물질 특성을 연구하였다. LPG 잔류물질을 GC-MS를 사용하여 정성분석을 하였고, ICP-OES를 이용하여 무기물 성분을 분석하였다. GC-MS 분석결과 고무 제조공정을 용이하게 하기 위해 고무에 소량 배합하는 가소제(Plasticizer) 등이 분석되었다. 또한 ICP-OES를 이용한 무기물 분석결과 주로 LPG 생산 시 사용되는 소포제 등에서 유래된 것으로 추정되는 Si와 충전시설 등에 사용되는 그리스 첨가제 성분 등으로 추정되는 P와 Zn도 일부 검출되었다. 본 연구에서 분석된 LPG 잔류물질에 대해서는 녹 등을 유발할 수 있는 성분이 검출되지 않았지만 가소제 및 그리스 첨가제 성분이 LPG 연료계통에 영향을 줄 수 있으므로 적정품질의 고무류 사용과 저비점 그리스 첨가제 사용 확대가 필요할 것으로 보인다.

석유제품은 다양한 형태의 탄화수소화합물로 구성되어진 화합물로, 다른 종류의 액체류와 마찬가지로 온도변화에 따른 밀도와 부피의 변화가 발생한다. 액상에서 석유제품의 밀도를 측정하는 방법은 분별 증류된 각 석유제품에 대해 주로 얻어진 실험 데이터를 기반으로 한다. 본 연구에서는 등유와 자동차용 경유의 온도변화에 따른 밀도와 부피변화를 실제 측정하여 온도변화에 따른 변화추이를 분석하고, 국제규격인 ASTM에서 제시하는 밀도부피 환산표를 이용한 환산값을 계산하고 두 값을 비교분석하였다. 또한, 국내 계량 관련법에서 규정하고 있는 온도변화에 대한 기준과 실측값과의 상호 비교를 통해 차이점을 분석하였다.

가소제는 딱딱한 특성을 지닌 플라스틱에 유연성 및 탄성을 주어 제품으로서의 부드러운 특성을 갖출 수 있도록 첨가되는 물질로서, 주로 고분자 물질에 첨가되어 유연성을 부여함으로써 가공성을 개선하 고, 내한성, 내휘발성, 전기적 특성을 강화할 목적으로 이용되고 있다. 대부분의 가소제는 비활성 액체로서 용매의 기능과 유사한 역할을 하지만 분자량이 크고 휘발성이 없다. 또한, 석유화학제품에 용해되어 있는 경우, 다른 화합물과의 중첩효과(matrix effect)에 의해 가소제만을 분리하여 정성 및 정량분석하기에 어려움이 있다. 본 연구에서는 석유화학제품에서 검출될 수 있는 가소제의 대표적 성분인 DOA와 DOP에 대해 MD-GC/MS를 활용하여 정성 및 정량분석을 실시하여 최적의 가소제 분석 방법을 개발하고자 하였다.

석유제품 내의 식별제를 정성⋅정량분석하기 위해 HPLC의 적용가능성을 연구하였다. 등유와 자동차용 경유에 함유된 식별제의 정성분석을 위해 HPLC에서 최적의 분석조건(이동상 용매의 비율, 유속 등)을 선정하고, 이를 바탕으로 식별제의 정량분석을 위한 검량곡선을 작성하였다. 특히, 일정 농도 범위에서의 등유는 4.75분에서, 그리고 자동차용 경유는 4.17분의 머무름시간(retention time)을 나타내었고, 등유와 자동차용 경유의 검량곡선 상관계수(R2)가 0.999 이상을 나타내어 정량분석에 적용 가능할 것으로 나타났다. 현행 식별제의 분석방법인 UV/Vis 분광광도계를 이용한 분석결과와 비교분석을 실시하였고, 등유의 경우 약 7 %의 낮은 편차를 보였으며, 자동차용 경유의 경우 약 20 %의 다소 큰 편차를 확인하였다.

국가 온실가스 인벤토리를 Tier 2 이상의 수준으로 향상시키기 위해서는 IPCC 기본값 대신 국가 고유의 배출계수가 개발 및 이용되어야 한다. 국가 고유 배출계수는 에너지원 종류, 에너지 공정, 시간 추세에 따라 달라지기 때문에, 각 에너지원별 특성값을 파악하는 것은 정확한 인벤토리 구축에 중요한 부분을 차지한다. 국내 석유계 에너지원의 물성은 시간의 경과에 따라 큰 변화는 없었으며, 국내에서 고시되고 있는 에너지원별 열량환산기준 상의 석유계 에너지원에 대한 열량 및 탄소배출계수를 2013년과 2016년에 실제 시료를 수집하여 발열량, 탄소함량 및 탄소배출계수를 산정한 결과값과의 비교분석에서는 대체적으로 일정한 값을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 석유계 에너지원별로 산출된 순발열량과 탄소배 출계수는 2006 IPCC Guideline에 나타낸 값들과 비교하였으며, 대부분의 에너지원이 2006 IPCC G/L의 기본값 및 상한, 하한 범위내의 값을 나타내었다.

2016년 기준 국내 자동차 등록대수는 약 2,200만대를 육박하고 있으나[1], 국내 자동차용 표준 연료에 대한 기준은 부재한 상황이다. 자동차용 표준연료(Reference Fuel)는 차량의 연비와 배출가스를 인증하거나 새로운 자동차를 개발할 때 차량의 성능 등을 평가하기 위해 사용하는 연료를 의미한다. 현재 국내에는 차량의 배출가스, 성능, 연비시험 등을 위해 유통연료를 사용하고 있으며, 유통연료는 석유 및 석유대체연료사업법과 대기환경보전법상의 품질기준을 만족하지만 각 제조사의 원료와 공정 등에 따라 연료의 물성 차이가 있어 차량 시험 시 편차가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 국내 유통되는 자동차용 경유 품질모니터링 분석결과를 바탕으로 자동차용 경유의 시험용 표준연료 기준(안)을 설정하고, CRDI 방식의 차량에 적용하여 표준연료 기준(안)을 평가하였다.

대부분의 온실가스는 에너지의 생성 및 이용으로부터 발생되고, 교통부문에서 배출되는 온실가스 중 약 95 % 이상이 수송용 연료에서 기인한다. 또한, IPCC 가이드라인에서 제시하는 배출계수를 사용하였을 경우 국가 고유의 연료특성이 반영되지 않는 단점이 있고, 기후변화협약 교토의정서에 따른 의무 감축국도 UN에 제출하는 국가 온실가스 배출량 보고서 작성 시 대부분 Tier 2나 Tier 3 수준의 배출계수를 적용하고 있 다. 본 연구에서는 국내 교통부문에 사용되는 휘발유, 경유 등의 수송용 연료에 대한 연차별 시계열 특성을 파 악하고, CO2 배출계수의 연도별 변화추이를 분석하여 실제 연료를 활용한 CO2배출계수 실측방법의 적용 타 당성을 평가하였다.

2015년 기준 자동차 등록대수는 약 2,100만대를 넘어 1가구당 1.07대를 보유하고 있는 실정이 나[1], 국내 자동차용 표준연료에 대한 기준은 부재한 상황이다. 자동차용 표준연료(reference fuel)는 차 량의 연비와 배출가스를 인증하거나 새로운 자동차를 개발할 때 차량의 성능 등을 평가하기 위해 사용 하는 연료를 의미한다. 현재 국내에는 차량의 배출가스, 성능, 연비시험 등을 위해 유통연료를 사용하고 있으며, 유통연료는 석유 및 석유대체연료사업법과 대기환경보전법 상의 품질기준을 만족하지만 각 제조 사의 원료와 공정 등에 따라 연료의 물성차이가 있어 차량 시험 시 편차가 발생할 수 있다. 본 연구에서 는 국내 유통되는 휘발유 품질모니터링 분석결과를 바탕으로 표준연료 기준(안)을 설정하고, GDI와 MPI 연료 분사 방식의 차량에 적용하여 비교 평가한 결과, 실제 유통연료를 사용했을 때 최대 3.8%까지 발생 하는 연비차이가 1.1%까지 감소함을 확인할 수 있었다.

바이오디젤은 지방산 중의 일부물질이 대기중의 산소와 결합하여 유기지방산 등을 형성하며 밀도, 동점도, 전산가, 산화안정도 등의 물성 특성에 영향을 준다. 바이오디젤의 산화안정성 문제를 해결 하기 위해 바이오디젤에 다양한 산화방지제를 첨가하여 물성 변화의 특성을 분석하였다. 첨가제의 함량 이 증가함에 따라 산화안정도는 증가하는 경향을 나타내고 대부분 첨가량에 비례적으로 증가하였다. 7 종의 첨가제 중 TBHQ가 가장 우수한 성능을 보이며 propyl gallate, butyl-amine, aniline, pyrogallol 등 4종의 첨가제도 목표치인 500 ppm 첨가 시 10시간 이상의 성능을 보였다. pyrogallol이 전산가에서 품질기준에 부적합하여 첨가제로서 적절하지 않은 것으로 나타났으며, hydroquinone계열의 TBHA, DTBHQ는 산화안정도에서 품질기준은 만족하나 연구과제의 목표치인 10 시간 이상에 미치지 못하는 결과를 보여 개발 첨가제로서는 결함이 있는 것으로 판단하였다. 또한 propyl gallate도 전산가에서 품질 기준에 적합하나 500 ppm 첨가 시 수치가 높고 첨가제 증가에 따른 전산가 증가 경향이 커서 첨가제 로서 부적합한 것으로 판단하였다.